MOVPE von (AlGaIn)P unter dem Trägergas Stickstoff für LED-Strukturen

Gauer, Dorothea

Book/Report

FZJ-2020-01140

MOVPE von (AlGaIn)P unter dem Trägergas Stickstoff für LED-Strukturen

Gauer, D. (Corresponding author)FZJ*

2001
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag Jülich

Jülich : Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag, Berichte des Forschungszentrums Jülich 3909, VIII, 1, 124 p. (2001)

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/24376

Report No.: Juel-3909

Abstract: Halbleiterbauelemente sind aus dem täglichen Leben nicht mehr wegzudenken. Währendbisher elektronische Bauelemente wie beispielsweise Mikrochips den Löwenanteil stellen,sind mehr und mehr auch optoelektronische Anwendungen auf dem Vormarsch. NebenHalbleiterlasern und Photodetektoren hat vor allem die Leuchtdiode (LED: light emittingdiode) in den letzten zehn Jahre insbesondere im Hinblick auf die Lichtausbeuteeine erstaunliche Entwicklung durchgemacht. Prototypen von sog. Hochleistungsleuchtdioden(ultra high brightness LED, UHB-LED) übertreffen bereits die Leuchtstärke vonGlühlampen und sind dazu noch effizienter. Außerdem kann mittlerweile der ganze sichtbareBereich des elektromagnetischen Spektrums abgedeckt werden. Damit eröffnen sichviele neue Möglichkeiten für den Einsatz von Leuchtdioden: von der Beleuchtungstechnikfür drinnen und draußen über Automobilbau und Verkehrstechnik bis hin zu tageslichttauglichenVideowänden und Fernsehen mit LED-Technologie.Zu den Materialsystemen, aus denen diese UHB-LEDs hergestellt werden, gehört der111-V-Verbindungshalbleiter (Al$_{y}$ Ga$_{1_y}$)$_{1_x}$In$_{x}$P. Er kann in einem weiten Zusammensetzungsbereichgitterangepaßt auf GaAs abgeschieden werden. Die beiden Extrema bildender direkte Halbleiter GaInP und das indirekte AlInP. Art und Größe der Bandlückekönnen daher innerhalb des Rahmens dieser beiden Materialien über den Al-Anteil maßgeschneidertwerden. Dabei wird im Bereich des für die Optoelektronik notwendigendirekten Übergangs ein Energieintervall von 1,9eV bis 2,2eV abgedeckt. Die daraus hergestelltenLEDs emittieren also bei Wellenlängen von 649nm (rot) bis 517nm (gelbgrün)vollständig im sichtbaren Spektrum mit einer Lichtausbeute wie die von Glühlampen. Fürdie Herstellung der in dieser Arbeit verwendeten LED-Struktur, einer sog. Doppelheterostruktur,werden außerdem Schichten benötigt, deren Bandlücke indirekt und größer istals die des direkten Materials. (Al$_{y}$Ga$_{1-y}$)1-xIn$_{x}$P kann auch diese Anforderung erfüllen,wobei die Energie der indirekten Bandlücke bis 2,45eV für gitterangepaßtes Al$_{0,54}$In$_{0,46}$Preicht. Damit können komplette LED-Strukturen aus ein und demselben Materialsystemhergestellt, ein Grund für die große Leistungsfähigkeit von AlGaInP-LEDs.

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